一、穿越工程背景
由深圳供电局负责建设的深圳220KV西田至农园输电线路工程是广东电网公司重点工程之一，该电缆线路由公明西田变电站出来后与洋涌河交汇，交汇点使用水平定向钻顶管的方式跨越洋涌河。工程位于公明河堤路段，因西田变电站外还有一条人工泄洪河，入钻口规划泄洪河边5米处，坡度为0.65‰穿越长度为290米，管径MPP232X16+MPP170X52，扩孔最大直径为1200mm。入钻到出口，穿越人工泄洪河、自来水管、 电缆，移动光缆、联通光缆、 污水管、公明洋涌河、公明北环路、出钻口位于北环路边垃圾回收站场地内。穿越最深处14.6m，穿越地层岩性主要为三系全系统:第一人工填土:粉土(Q4al)、杂土石头(Q4al)、粉砂(Q4al)。根据地层结构特点、成因和地质时代及工程地质特征，分别描述如下:第1层杂填土:土质以粉土为主，有建筑垃圾，富含碎砖块、沥青等建筑垃圾。厚度:0.50~3.20m，层底埋深:0.50~3.20m。第二原土层:层粉土(K6al):褐黄色，湿，中密-密实，干强度低，韧性差，粘粒含量较高，手搓能成条，近于粉质粘土，局部为粉质粘土.场区普遍分布。厚度:3.5~8.60m,平层底埋深:10.50~17.00m,平均12.62m。第三原微分化花岗岩(F130al):褐红色，湿，中密-密实，局部为粉质粘土。场区普遍分布。厚度:11.5~21.60m，平均13.06m;层底埋深:10.50~17.00m，平均13.06m。微风化花岗岩强度(承载力≧fa=260)。
 
二、施工现场准备
(1)施工场地:树立文明施工，创良好企业形象，施工区域要安装防护围栏，施工机械、机具和材料要按规范安装和堆放，需占用道路或人行道的区域应设置明显的施工安全标识，引导车辆和行人合理分流，夜问要设立反光标识和警示灯，施工区域分为机械作业区和下管作业区。
(2)作业工作坑:根据施工工艺要求开挖入射作业坑及下管作业坑，同时做好作业坑的支护和降水工作。
(3)机械进场及安装:钻机、动力站和施工器具就位要充分利用现有场地空间，合理布局;安装钻机的地基必须坚实、平整，对松软地基必须进行加固后才能安装钻机，钻机安装在入射点处，调整钻机倾角为设计入射角后固定钻机;连接动力站，连接泵站。
(4)导航仪器标定:将探头装入导向钻探头盒中，将导向钻头放置在无其他信号干扰的场地内，打开导向仪，检查导航仪工作情况并进行标定。
 
三、施工步骤
1.导向孔施工
(1)施工准备:将导向钻头安装连接，检查探头发射的各个参数是否正常，探头电池容量是否足够。
(2)开孔:为保证入射角的准确和稳定，开孔时须保持连续钻进至少2.5米，同时宜采用低钻速、小泵量、慢进尺。
(3)造斜钻进:调整钻头工具面向角至需要角度，钻机顶进形成造斜段，导航仪跟踪监控钻头仰角的变化，根据不同的土层，顶进结合钻进，勿使仰角的变化超过钻杆的最小曲率半径。
(4)保直钻进:钻机匀速迥转钻进，给进速度尽量快，使导向孔直线段更平直。
2. 回拉扩孔
(1)孔经设计，根据敷设管道的直径和根数计算需要成孔的最小直径，成孔直经既不能过大，也不可过小，成孔直径过大，敷设管道周围土层坍塌易造成路面下陷，成孔直径过小，会使拉管阻力增大，引起脱管或管道变形。
(2) 分级扩孔;各级护礼分别为一级φ300mm、二级φ400mm、三级φ500mm，四级φ600mm.五级φ700mm、六级φ800mm、七级φ900mm、八级φ1000mm、9级φ1100mm、10级φ1200mm.根据设计的成孔直径，由小到大分级扩孔，直至扩到工艺要求的孔径。
(3) 回拉敷管;扩孔完毕，在出钻坑一端的钻杆上，再装扩孔器与管前端通过万象调节、特制拖头等连接牢固，启动钻机回拉钻杆进行拖管，将预理管线拖入孔内，完成铺管工作，拉管过程中的回拉力要克服管道与孔壁的摩擦力，成孔的质量与导向孔的曲线形状以及扩孔工艺有着密切关系，正常情况下敷设 PVC 或 PE管的回拉力不应超过 5KN，拉力过大会造成管材断裂或变形。
 
四、施工技术要点
1.钻机及配套设备就位
根据规范要求，并考虑最大限度降低施工风险，采用大吨位ZT-95/135钻机施工，分四次定向钻方式穿越回拖 （分别为MPP232X8+MPP170X2，MPP232X8+MPP170X2，MPP170X24，MPP170X24）。
2.泥浆系统
据设计文件的地质资料，穿越经过地层主要是粉砂层，穿越距离长，易缩径，造成钻杆被抱卡，使钻杆扭矩增大，推力或拉力增加，因此对泥浆的要求比较高，为克服这种不利因素，采取以下措施：
（一）聘请专家进行前期泥浆试验和泥浆方案的制定并进行现场指导。
（二）现场取土样水样，按照实验室确定好的泥浆配比修订配比数据，符合配比要求后用一级膨润土加上泥浆添加剂，配出具有高效护壁、润滑降扭等特性的泥浆，保障穿越成功率。
（三）为了确保泥浆的性能，使膨润土有足够的水化时间，增加泥浆储存罐至2个。 
（四）对施工用水源进行检验，使用符合泥浆配置要求的施工用水。
3.钻机试钻
开钻前做好钻机的安装和调试等一切准备工作，试钻1～2根钻杆后，确定系统运转正常，即可正常钻进。
4.钻导向孔
钻机进行导向孔穿越施工，采用美国DigiTrak Falcon导向仪精确控向。
5.预扩孔作业
如果发生扩孔不顺畅等，则需进行洗孔。实际扩孔尺寸根据现场情况进行调整。
根据地质情况及扩孔情况，合理确定扩孔尺寸和扩孔器水咀的数量和直径，保证泥浆的压力和流速，从而提高携带能力，减少岩屑床的生成。
6.管材粘接安装
（一）使用MPP管材须提前24小时将管材粘接好，以保证接头的抗拉强度。
（二）下管作业坑要根据不同材质的特点做成斜坡，防止下管角度过大折断管材。
（三）连接管材和钻杆的分动器安装之前要仔细检查，防止拉管过程中出现卡钻。

7.管线回拖
为保证回拖的顺利和防腐层不受破坏，采取以下措施：
措施一：管线回拖采用开挖发送沟发送，条件不允许的地方架设滚轮的方式进行。在管道入洞前设置猫背，保证管道顺畅入洞。
措施二：在回拖作业时，增加高润滑泥浆，使高润滑泥浆象薄膜一样附着于防腐层表面，减小回拖阻力，保护防腐层。
 
五、应急预案
1.钻导向孔应急预案
钻导向孔时，必须采取措施防止套管抱死。为防止套管抱死，提前制作好套洗套管的专用工具备用。
2.预扩孔应急预案
对于预扩孔阶段卡钻，采用套洗专用工具套洗解卡，并及时调整泥浆配方，以控制地层塌孔程度并携带出堆积钻屑。如果套洗仍无法解卡，可以采用辅助钻机拖拽解卡。
3.回拖应急预案
一旦卡钻，在4小时内可以实施反回拖解卡。由专业化抢险队实施反回拖预案。可采用滑轮组进行反回拖作业。
 
六、 结论
定向钻需要多岗位、多人员协调作业，施工过程中要避免停工。河流的定向钻穿越，地质条件复杂。因此，在进行施工时，首先要对地层条件有充分的认识，根据不同的地质特点，选取合适的钻机、钻进工艺、泥浆参数、施工方法等。在进行穿越施工时，要尽量避免对地层的多次扰动。在较小的范围内多次成孔，人为的造成地层的破碎将不利于穿越的成功。若一次穿越不成功，最好偏移一定的距离后再进行穿越。